一种电网失步解列控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统稳定控制领域，具体涉及一种电网失步解列控制系统及方 法。
【背景技术】
[0002] 电力系统已步入大电网、高电压和大机组的时代，随着社会对电力资源依赖性的 加强，电力系统日趋庞大和复杂，电力系统的发展面临着机遇和挑战，对大型电力系统的安 全稳定运行的要求也越来越高，历年来的几次大停电事故说明保证电力系统安全稳定运 行、防止大面积停电事故是现代电力系统所面临的一项迫切而重大的任务，所以为了减少 因停电而造成的损失，就要有效判断出系统的失步情况，对失步的线路采取解列措施，避免 事故蔓延整个电网。
[0003] 我国电力系统有着比较完善的统一分级调度系统，建立了较为缜密妥善的电力系 统稳定导则;我国的安全防御系统分为"三道防线"，具有较为丰富的理论积累和运行经验。 目前对于大面积停电事故的发生有很大一部分原因是第三道防线的配置不当，不能够有效 的判断出系统的失步情况，并且不能准确定位到振荡中心所在的线路，所以研究适用于大 规模互联电力系统，准确、快速的失步解列判断方法，具有重大的现实意义;现有的失步解 列判据主要有四类:第一类是直接测量联络线两端电压相角差的判据，第二类是间接反映 功角的判据;第三类是采用等面积定则的失步判据;第四类是结合各个判据的优势形成的 复合型判据；
[0004] 第一类判据对测量精度要求高以及存在通讯延时问题，对振荡中心位于两侧母线 之间时才有效;第二类判据只有在系统电网发生明显失步时才能做出判断，不能满足某些 电网快速解列的要求;第三类判据对于送端系统较大，而受端系统相对薄弱时，大的扰动可 能使受端系统电压严重下降，如果不计及对端电压的降低，等面积准则可能会产生一定的 误差;第四类判据对于如何更好的结合各个判据的优势构建新型复合失步解列判据是当前 研究的一大挑战；
[0005] 还有近些年来将广域测量系统应用于大规模互联电力系统的稳定控制已经得到 广泛的关注，广域测量系统的结构组成包括:GPS、相量测量单元PMU、通讯网络和相量数据 集控中心，在高速通信网络的支持下，各PMU采集的带时标的数据能以较小的延时传至数据 中心站，完成同步处理和分析，构成WAMS;同步相量技术在电力系统中的广泛应用，促进了 电力系统WAMS的形成和发展，为电力系统的失步解列控制提供了一个新的思路和手段。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提出一种电网失步解列控制系统及方法，以达到合 理的对失步线路进行解列操作，完善了第三道防线的配置，尽最大程度使电网恢复稳定运 行，避免大停电发生所带来的经济损失的目的。
[0007] 一种电网失步解列控制系统，该系统包括全网控制中心、区域电网控制中心和局 域电网控制中心，其中，全网控制中心包括数据采集模块、区域电网失步判断模块、局域电 网失步判断模块、区域电网解列控制模块和局域电网解列控制模块，其中，
[0008] 所述数据采集模块：用于采集广域监测系统的实时测量数据，包括区域电网间联 络线两端电压相角、区域电网间联络线的电压、区域电网间联络线的阻抗、区域电网间联络 线的有功功率、区域电网间联络线的无功功率、区域电网间联络线的频率状态量、局域电网 间联络线两端电压相角、局域电网间联络线的电压，并发送至区域电网失步判断模块和局 域电网失步判断模块中；
[0009] 所述区域电网失步判断模块:用于判断区域电网间联络线两端电压相角差是否大 于设定功角门限值，若是，则启动区域电网间的失步判据，即判断区域电网间联络线上的功 率传输变化量是否大于第一设定值且频率变化量是否大于设定值，若是，则发送信号至区 域电网解列控制模块中；
[0010] 所述局域电网失步判断模块:用于判断区域电网间联络线上的功率传输变化量是 否小于第一设定值且大于第二设定值，若是，则启动区域电网内部局域电网间的失步判据， 具体为:判断局域电网间联络线两端电压相角差是否大于设定的功角门限值，若是，则进一 步判断局域电网间联络线中点处电压值是否小于电压设定值，若是，则发送信号至局域电 网解列控制模块中；
[0011] 所述区域电网解列控制模块:用于向区域电网控制中心下发解列信号；
[0012] 所述局域电网解列控制模块:用于向局域电网控制中心下发解列信号；
[0013] 所述区域电网控制中心：用于接收全网控制中心区域电网解列控制模块下发的解 列信号，对区域电网解列执行站下发解列命令；
[0014] 所述局域电网控制中心：用于接收主网控制中心局域电网解列控制模块下发的解 列信号，对局域电网解列执行站下发解列命令；。
[0015] 采用电网失步解列控制系统进行的电网失步解列判断方法，包括以下步骤：
[0016] 步骤1、采集广域监测系统的实时测量数据，包括区域电网间联络线两端电压相 角、区域电网间联络线的电压、区域电网间联络线的阻抗、区域电网间联络线的有功功率、 区域电网间联络线的无功功率、区域电网间联络线的频率状态量、局域电网间联络线两端 电压相角、局域电网间联络线的电压；
[0017] 步骤2、判断区域电网间联络线两端电压相角差是否大于设定功角门限值，若是， 则执行步骤3，否则执行步骤5;
[0018] 步骤3、启动区域电网间的失步判据，即判断区域电网间联络线上的功率传输变化 量是否大于第一设定值且频率变化量是否大于设定值，若是，则执行步骤4，否则返回执行 步骤1;
[0019] 步骤4、系统失步且失步中心位于此区域电网间联络线上，对失步中心所在联络线 米取解列措施；
[0020] 步骤5、判断区域电网间联络线上的功率传输变化量是否小于第一设定值且大于 第二设定值，若是，则执行步骤6，否则返回执行步骤1;
[0021] 步骤6、启动区域电网内部局域电网间的失步判据，具体如下：
[0022] 步骤6-1、判断局域电网间联络线两端电压相角差是否大于设定的功角门限值，若 是，则执行步骤6-2，否则返回执行步骤1;
[0023] 步骤6-2、判断局域电网间联络线中点处电压值是否小于电压设定值，若是，则执 行步骤7,否则返回执行步骤1;
[0024] 步骤7、系统失步且失步中心落在此局域电网间联络线上，对失步中心所在联络线 采取解列措施，并返回执行步骤1。
[0025] 步骤1所述的采集广域监测系统的实时测量数据，采用同步向量测量装置进行采 集，并通过光纤进行通讯。
[0026] 步骤3所述的频率变化量是否大于设定值，其中，所述的设定值为电网非正常运行 时的最大允许偏差值。
[0027] 步骤5所述的判断区域电网间联络线上的功率传输变化量是否小于第一设定值且 大于第二设定值，其中，第一设定值和第二设定值的具体公式如下：
[0028] (2)
[0029] 其中，Δ Si表示第一设定值，△ S2表示第二设定值，k#Pk2均为调整系数，k2取值小 于、，取值范围为0.5~1.0，Ei表示区域电网送端等值发电机的电压幅值，E2表示区域电网 受端等值发电机的电压幅值，Ζ?表示区域电网间等效二端口网络内部联络线的总阻抗值。
[0030] 步骤6-2所述的判断局域电网间联络线中点处电压值是否小于电压设定值，其中， 所述的电压设定值取值为:为调整系数，取值范围为0.1~0.3 4^表示局域电网受 端等值发电机的电压幅值。
[0031] 本发明优点：
[0032] (1)本发明的失步判断方法简单而有效，通过对区域电网失步判断入手，逐级判断 局域电网的失步现象，判断方法考虑的更加全面，在大区域电网的失步判断基础上，考虑局 域电网失步的影响，减小局域电网停电的可能性，适应现代复杂互联电网的要求;并且本发 明的失步判断方法有效的定位到失步中心所在的线路，对失步中心所在线路进行解列操 作；
[0033] (2)本发明的失步解列是在系统发生非常严重的失步振荡之前就快速解列电网， 满足在失步的第一个周期内快速合理的米取解列措施，避免失步故障曼延整个电网；
[0034] (3)本发明的失步解列控制系统通过引入广域测量技术，重点运用PMU装置，实时 在线测量电网的电气数据，通过光纤通讯技术将数据以最快的速度传送给主网控制中心， 由主网控制中心全局判断电网的失步并控制整个电网，保证电网在失步时可靠解列。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明一种实施例的电网失步解列控制系统结构框图；
[0036] 图2是本发明一种实施例